正弦曲线绘图仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种正弦曲线绘图仪。一般教学和生活中绘制正弦曲线是靠人为徒手绘制，对教学和学习带来很大不便。一种正弦曲线绘图仪，包括连接杆连为一体的调速机构和正弦机构；调速机构包括箱体，箱体内设置第一转轴、第二转轴和第三转轴；箱体上设置有竖直滑槽，第三转轴的一端活动设置在竖直滑槽内；第一转轴上间隔设置有第一齿轮和第三齿轮，第二转轴上设置有第二齿轮和第四齿轮，第三齿轮和第四齿轮相啮合，第一齿轮上设置与其啮合的齿条；正弦机构包括竖滑轨、横滑轨和二力杆，竖滑轨和二力杆之间设置粉笔夹，二力杆另一端与横滑轨固连，横滑轨上卡设可沿其横向滑动的伸缩杆。本发明结构简单，能够绘制出精确的正弦曲线，丰富了教学生活。
【专利说明】正弦曲线绘图仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绘图仪，尤其是一种正弦曲线绘图仪。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展以及教育的普及，教学用具的需求越来越广泛。常见的教具多种多样，比如直尺、圆规、三角板、教杆等不仅为老师提供了很好的演示，同时也给学生学习给予了极大的方便。其中，教学里没有一种能精确绘制正弦曲线的绘图教具，市场上也缺乏这一种简便轻巧的正弦曲线绘图仪。
[0003]一般教学和生活中绘制正弦曲线是靠人为徒手绘制，绘制出来的曲线既不美观，也不精确，尤其是艺术类和建筑类学生在绘图时对绘制的曲线精度要求很高，普通的绘图工具或者徒手绘制的很难达到要求，对教学和学习带来很大不便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种结构简单紧凑且操作方便灵活的正弦曲线绘图仪。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种正弦曲线绘图仪，包括通过连接杆连为一体的调速机构和正弦机构；
所述调速机构包括箱体，箱体内由上往下依次设置第一转轴、第二转轴和第三转轴；第一转轴两端固定在箱体内壁上，第二转轴的一端固定在箱体内壁上，另一端伸出箱体与外部的手摇柄连接，箱体上设置有竖直滑槽，第三转轴的一端活动设置在竖直滑槽内，另一端通过支架与箱体活动连接；所述第一转轴上间隔设置有第一齿轮和第三齿轮，第二转轴上间隔设置有第二齿轮和第四齿轮，第三齿轮和第四齿轮相啮合，第一齿轮的底端设置有与其啮合的齿条，齿条的另一端伸出箱体且端部设置有固定件；所述第三转轴上活动设置有固连的锥盘和左带轮，锥盘与第二齿轮通过皮带连接，左带轮通过皮带与正弦机构连接；所述正弦机构包括竖滑轨、横滑轨和二力杆，竖滑轨和二力杆之间设置有粉笔夹，粉笔夹一端滑动设置于竖滑轨上，另一端固定在二力杆一端，二力杆的另一端与横滑轨固连，横滑轨上卡设有可沿其横向滑动的伸缩杆，伸缩杆与竖滑轨之间固连有伸缩杆座，伸缩杆座上设置有可转动的右带轮，右带轮通过皮带与左带轮连接；所述连接杆一端固定在箱体上，另一端固定在竖滑轨上。
[0006]所述第一转轴、第二转轴和第三转轴相互平行且位于同一平面上；二力杆和竖滑轨位于同一平面上，所述伸缩杆座侧部具有矩形孔，伸缩杆伸入矩形孔通过螺栓顶紧。
[0007]与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果:
1.本发明完全满足教室上课需要在黑板上绘制和学生操作的需求，绘制出的正弦曲线振幅在0_20cm之间任意调节，圆频率ω在0.6-2.5rad/s范围内任意调节。
[0008]3.本发明在结构上，选择了最为合理的正弦机构，在传动机构上选择了齿轮齿条传动和带传动结合的方式，传动可靠，传动比精确，因此，所绘制的正弦曲线精度较高。
[0009]4、本发明结构简单，操作方便，能够绘制出精确的正弦曲线，极大地丰富了教学生活。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A-A向示意图；
图3为调速机构的的结构示意图；
图4为正弦机构的结构示意图。
[0011]其中:1.箱体；2.第一转轴；3.第二转轴；4.第三转轴；5.竖直滑槽；6.支架；7.第一齿轮；8.第三齿轮；9.第二齿轮；10.第四齿轮；11.齿条；12.锥盘；13.左带轮；
14.竖滑轨；15.横滑轨；16.二力杆；17.粉笔夹；18.伸缩杆；19.伸缩杆座；20.右带轮；21.连接杆；22.手柄。
【具体实施方式】
[0012]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0013]参见图1，一种正弦曲线绘图仪，包括通过连接杆21连接的调速机构和正弦机构。
[0014]参见图2，所述调速机构包括箱体1，箱体I内由上往下依次设置第一转轴2、第二转轴3和第三转轴4，第一转轴2、第二转轴3和第三转轴4相互平行且位于同一平面上；第一转轴2两端固定在箱体I内壁上，第二转轴3的一端固定在箱体I内壁上，另一端伸出箱体I与外部的手摇柄22连接，箱体I上设置有竖直滑槽5，第三转轴4的一端活动设置在竖直滑槽5内，另一端通过支架6与箱体I活动连接；第一转轴2上间隔设置有第一齿轮7和第三齿轮8，第二转轴3上间隔设置有第二齿轮9和第四齿轮10，第三齿轮8和第四齿轮10相哨合,第一齿轮7的底端设置有与其哨合的齿条11,齿条11的另一端伸出箱体I且端部设置有固定件；第三转轴4上活动设置有固连的锥盘12和左带轮13，锥盘12与第二齿轮9通过皮带连接，左带轮13通过皮带与正弦机构连接。
[0015]调速机构的作用在于输入动力、变速、传递动力、及改变所绘制正弦曲线的频率ω。由于需要传输动力，齿轮做的是旋转运动，那么就要有轴来为这些齿轮提供支撑。由于齿轮的传动为定比传动，所以当相啮合的两个齿轮的齿数不同时，他所传递的转速将发生变化，而对于改变所绘制正弦曲线的频率ω就需要有这样的一个装置来实现该功能。
[0016]参见图3，正弦机构包括竖滑轨14、横滑轨15和二力杆16，二力杆16和竖滑轨14位于同一平面上，竖滑轨14和二力杆16之间设置有粉笔夹17，粉笔夹17 —端滑动设置于竖滑轨14上，另一端固定在二力杆16 —端，二力杆16的另一端与横滑轨15固连，横滑轨15上卡设有可沿其横向滑动的伸缩杆18，伸缩杆18与竖滑轨14之间固连有伸缩杆座19，伸缩杆座19上设置有可转动的右带轮20，右带轮20通过皮带与左带轮13连接；连接杆21一端固定在箱体I上，另一端固定在竖滑轨14上。
[0017]伸缩杆座19侧部具有矩形孔，伸缩杆18伸入矩形孔通过螺栓顶紧。
[0018]本发明的工作原理是:将固定件固定在黑板上，当绘图者用手沿着逆时针方向转动手柄22时，第四齿轮10跟随第二转轴3转动，然后第四齿轮10带动第三齿轮8沿顺时针方向转动，而第三齿轮8和第一齿轮7均与第一转轴2固连,所以第一转轴2和第一齿轮7均随第三齿轮8顺时针转动，最终调速机构和正弦机构在第一齿轮7的带动下做水平向右的直线运动。
在第二转轴3逆时针转动的同时，在皮带传动的作用下，锥盘12随第二转轴3逆时针转动，锥盘12与左带轮13固连，左带轮13也逆时针转动，在皮带的传动下右带轮20也沿逆时针方向转动，在右带轮20的带动下，伸缩杆18也沿逆时针方向转动，伸缩杆18顶端在横滑轨15上滑动，同时迫使横滑轨15在竖直方向上运动，由于二力杆16与横滑轨15固连，因此二力杆16也在竖直方向上移动，从而带动粉笔夹17在竖滑轨14上滑动，由于正弦机构和调速机构通过连接杆固连并有水平向右的直线运动。将这两个运动合成之后，粉笔夹相对于黑板的轨迹便为一条正弦曲线。
[0019]如果要改变第四齿轮10和锥盘12之间皮带的传动比，用一顶杆从竖直滑槽5伸入用力顶左带轮13，从而使左带轮13连同锥盘12推向第三转轴4的另一端，其距离可根据实际情况来调整。
【权利要求】
1.一种正弦曲线绘图仪，其特征在于:包括通过连接杆(21)连为一体的调速机构和正弦机构； 所述调速机构包括箱体(1)，箱体(I)内由上往下依次设置第一转轴(2)、第二转轴(3)和第三转轴(4);第一转轴(2)两端固定在箱体(I)内壁上，第二转轴(3)的一端固定在箱体(I)内壁上，另一端伸出箱体(I)与外部的手摇柄(22)连接，箱体(I)上设置有竖直滑槽(5)，第三转轴(4)的一端活动设置在竖直滑槽(5)内，另一端通过支架(6)与箱体(I)活动连接；所述第一转轴(2)上间隔设置有第一齿轮(7)和第三齿轮(8)，第二转轴(3)上间隔设置有第二齿轮(9)和第四齿轮(10),第三齿轮(8)和第四齿轮(10)相啮合,第一齿轮(7)的底端设置有与其啮合的齿条(11)，齿条(11)的另一端伸出箱体(I)且端部设置有固定件；所述第三转轴(4)上活动设置有固连的锥盘(12)和左带轮(13)，锥盘(12)与第二齿轮(9)通过皮带连接，左带轮(13)通过皮带与正弦机构连接； 所述正弦机构包括竖滑轨(14)、横滑轨(15)和二力杆(16)，竖滑轨(14)和二力杆(16)之间设置有粉笔夹(17)，粉笔夹(17) 一端滑动设置于竖滑轨(14)上，另一端固定在二力杆(16)一端，二力杆(16)的另一端与横滑轨(15)固连,横滑轨(15)上卡设有可沿其横向滑动的伸缩杆(18)，伸缩杆(18)与竖滑轨(14)之间固连有伸缩杆座(19),伸缩杆座(19)上设置有可转动的右带轮(20)，右带轮(20)通过皮带与左带轮(13)连接；所述连接杆(21) —端固定在箱体(I)上，另一端固定在竖滑轨(14)上。
2.根据权利要求1所述的正弦曲线绘图仪，其特征在于:所述第一转轴(2)、第二转轴(3)和第三转轴(4)相互平行且位于同一平面上；二力杆(16)和竖滑轨(14)位于同一平面上，所述伸缩杆座(19)侧部具有矩形孔，伸缩杆(18)伸入矩形孔通过螺栓顶紧。
【文档编号】B43L11/00GK103950325SQ201410099738
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】千学明, 段兰, 李林瀚, 刘波, 卢志伟, 任鹏, 林飞 申请人:西安工业大学